RTL-SDR 博客對 HydraSDR 的評測

HydraSDR 是一款即將發布的軟件定義無線電設備，其設計與廣受歡迎的 Airspy R2 SDR 相同。然而，與 Airspy 相比，HydraSDR 聲稱擁有“優化后的 PCB 布局和射頻前端，具備更優的電源/噪聲濾波性能、改進的散熱設計以及峰值溫度管理”，以及其他多項改進。HydraSDR 的另一大特色是其在美國制造，而 Airspy 則在中國制造。

最近，HydraSDR 的創作者 Benjamin Vernoux（曾參與 Airspy R2 專案的合作者）寄送了一臺 HydraSDR 測試機給我們。本文將對 HydraSDR 進行評測。然而，由於 HydraSDR 基于 Airspy R2 設計且與其直接競爭，兩者將進行詳細比較。

HydraSDR在Digikey.com上的售價為$189，而Airspy R2則可通過iTead及其他經銷商以$169的價格購買。

設計評測

HydraSDR 的設計與已知高性能 SDR 的 Airspy R2 非常相似。兩者均基于 LPC4370 微控制器及其內置 ADC，并采用類似的固件。從頂部和底部視圖來看，電路布局也幾乎完全相同。Benjamin 指出，內部布局已得到優化，且部分組件（如 LDO）已升級為噪聲更低的優質版本。

一個較大的改動是HydraSDR 采用了 Rafael R828D 調諧器，而非 Airspy 使用的 Rafael R860T 調諧器。兩者在工作原理和性能上非常相似，因為它們基于相同的設計和技術。R828D 增加了兩個額外的射頻輸入引腳；然而，在 HydraSDR 中，這些引腳未被使用，但被連接到 PCB 底部的兩個 uFL 接口，供高級用戶使用。

Airspy（頂部）和 HydraSDR（底部）PCB 頂部視圖

Airspy（上）和HydraSDR（下）PCB底部視圖

HydraSDR和Airspy均采用黑色陽極氧化鋁擠壓外殼。Airspy的外殼更為緊湊，而HydraSDR的外殼則刻意設計得更大，以容納多達三塊HydraSDR PCB。

然而，額外的兩個 SMA 接口和兩個 USB-C 接口的預鉆孔尚未完成，因此我們推測 3x 型號可能是未來推出的獨立產品。HydraSDR 還使用 SMA 接口作為可選的 CLK-IN 接口，而 Airspy 則使用 MCX 接口。

Airspy（左）和HydraSDR（右）側面輪廓

HydraSDR的一大優勢在于其采用USB-C接口，而Airspy R2仍使用micro USB接口。（需注意該接口為USB-C，但并非USB3.0，仍為USB2.0標準。）

Airspy R2上的micro USB接口不夠堅固，即使使用全新線纜，也可能因輕微碰撞而斷開連接。而HydraSDR的連接非常牢固，無論如何合理地碰撞線纜都不會斷開。

HydraSDR 的規格表中也提到了其適用于相位一致應用，如雷達。然而，盡管可以從同一時鐘運行這三者，但從我們所見，仍需專用固件、軟件以及外部信號和/或噪聲源硬件來實現采樣和相位對齊，因為該系統無法自然實現相位一致。我們不確定該公司是否會直接支持相位一致性應用場景，還是將相位一致性留給客戶自行實現。

軟件

Airspy 和 HydraSDR 使用相同的 USB VID/PID 標識符，因此大多數軟件應能將其識別為同一設備。

我們決定測試其在 Airspy 官方軟件 SDR# 中的運行情況。在 SDR# 中將設備選為 Airspy R2 后，我們發現其運行和操作與真正的 Airspy R2 完全相同。我們需要指出，Youssef 曾提到，在他看來，使用非 Airspy 產品（如 HydraSDR）與 Airspy 源代碼結合使用將違反 SDR# 條款，但我們在本次評測中仍會使用它進行對比。

HydraSDR在SDR#中作為Airspy R2設備運行

這很有趣，因為在HydraSDR推薦的SDR++軟件中，選擇Airspy R2作為設備會導致設備無法連接。目前，SDR++在其最新版本中不支持HydraSDR；然而，支持正在開發中。

目前，在 SDR++ 正式支持 HydraSDR 之前，Benjamin 已發布了一個 SDR++ 的自定義分支版本，該版本將在 HydraSDR 官網提供下載。

HydraSDR 在 SDR++ 中運行（HydraSDR 分支）

我們注意到 SDR++ 和 SDR# 之間存在一些差異。SDR# 將 Airspy 設備的可見帶寬限制為 8 MHz，因為這會隱藏邊緣部分，而邊緣部分包含混疊信號。SDR++ 不會隱藏邊緣部分。SDR# 還為 Airspy 設備提供了 ‘HDR’（高動態范圍）模式，而 SDR++ 則沒有。關于 HDR 模式的更多討論請參見測試部分。

當HDR模式關閉時，未發現SDR與SDR++在性能上存在差異。

我們還了解到，HydraSDR現已獲得gr-osmosdr（GNU Radio源代碼模塊）、SatDump（衛星解碼軟件）和URH（通用無線電黑客工具）的支持。

我們還發現 HydraSDR 可作為 Airspy 在 SDR-Console V3 中運行。官方 Airspy 軟件（如 SpyServer 和 adsb_spy）也與 HydraSDR 兼容。我們推測，大多數支持 Airspy 的軟件均可兼容。

測試

無天線測試

在此測試中，我們將每個 SDR 連接到假負載，并使用 SDR# 搜索信號。如果SDR屏蔽良好，不應接收到任何信號。

我們注意到HydraSDR具有出色的屏蔽性能，能有效防止通過天線以外路徑進入的信號。而Airspy在未連接天線的情況下仍能接收到強烈的電視頻道信號，表明其存在屏蔽問題。

HydraSDR（左）Airspy（右）未連接天線

在整個頻譜范圍內，HydraSDR的頻譜也更加干凈，大多數內部旁波的功率水平較低。

實際環境信噪比測試

在此測試中，我們使用每個SDR連接到屋頂安裝的Discone天線，該天線又連接到一個分頻器。我們調整增益設置以優化每個SDR的信噪比，通常在即將過載并產生鏡像信號前進行調整。

我們發現HydraSDR的增益分布與Airspy略有不同，因為HydraSDR在較低的增益設置下就會過載，而Airspy則不會。在優化信噪比時，我們發現Airspy需要將增益設置提高1-3檔。

優化后，我們發現結果非常相似，HydraSDR在靈敏度上略勝0.5-1 dB；然而，這可能屬于芯片間差異，因此無法確定哪一款更敏感。

HydraSDR（左），Airspy（右）。在SDR#中BCFM的相同信噪比

HydraSDR（左），Airspy（右）。在SDR++中BCFM的相同信噪比

HydraSDR（左），Airspy（右）。在457 MHz時，HydraSDR的信噪比略優。

實際環境對比：SDR++與SDR# 1921

HydraSDR 建議使用 SDR++，而 Airspy 建議使用其原生軟件 SDR#。雖然 HydraSDR 目前可在 SDR# 上運行，但我們不確定這種情況是否會持續，因為 SDR# 可能阻止克隆和衍生版本的使用。因此，將 HydraSDR 與 SDR++ 以及 Airspy 與 SDR# 進行比較似乎是公平的。

在正常操作下，對于中等強度信號，兩款程序在音頻質量和信號信噪比（SNR）方面表現幾乎相同。

然而，Youssef 指出，SDR#（及 SDR-Console）為 Airspy 產品提供了一種名為 HDR（高動態范圍）的特殊模式。HDR 模式通過在使用降采樣時專門優化 DSP 鏈來工作。啟用 HDR 模式后，我們可以將增益設置調得比平時高得多，而不會出現過載，從而獲得更好的信噪比。

目前我們了解到，只有 SDR# 和 SDR-Console V3 實現了 Airspy HDR 模式的優化，而 SDR++ 并未實現。

比較兩個不同程序的性能可能會有些棘手，因為每個程序使用的 FFT 算法略有不同，導致計算出的信噪比值也不同。SDR++對同一信號的SNR計算值始終略高。

為展示Airspy HDR模式的效果，我們將使用兩個SDR#實例，并關閉HydraSDR的HDR模式，以模擬在不支持HDR模式的SDR++中使用該模式的效果。

HydraSDR HDR模式關閉（左），Airspy HDR模式開啟（右）

此次測試顯示，開啟HDR模式后SNR值提升了約+7 dB。開啟HDR模式后，我們能夠在不產生過載的情況下進一步提升增益。在截圖中，我們已將增益調至最大，以盡可能優化每個接收器的SNR值。

為了直接比較 Airspy 在 SDR# 上的音頻與 HydraSDR 在 SDR++ 上的音頻，這里提供了一個音頻文件，展示 Airspy 在 SDR# 上啟用 HDR 模式、16 倍降采樣，接收夾在強信號之間的弱信號。

以下是SDR++以16倍降采樣接收同一信號的音頻文件。

兩個信號均經過優化以實現最佳信噪比（SNR），該值恰好在 SDR 過載并顯示互調產物之前。音頻質量存在明顯差異，其中 SDR # 表現更佳。需注意，這些 HDR 改進僅在高動態范圍環境（強信號與弱信號混合時）且使用降采樣時才能觀察到。

結論

隨著Airspy R2開始顯得有些過時，HydraSDR似乎是現有SDR選擇中的一大亮點。然而，我們認為它本質上是Airspy的衍生產品，僅對性能和易用性進行了少量改進。改進的屏蔽和USB-C端口是特別值得稱贊的增強功能。與Airspy相比，HydraSDR顯然是更好的硬件選擇。

但若您已擁有Airspy R2，這里改進不足以讓HydraSDR成為值得購買的下一代升級產品。不過，若您正在尋找一款美國制造的新型SDR，HydraSDR值得納入考慮范圍。

Airspy在軟件方面仍具備一些優勢，例如官方軟件支持以及與SDR和SDR-Consoles的HDR模式兼容性，該模式在強信號環境下表現出色。然而，HydraSDR與Airspy直接兼容，目前在SDR#中可作為Airspy使用，因此也能享受HDR模式的優勢。但這種兼容性依賴于 SDR# 沒有主動阻止它。還需要注意的是，Youssef 提到，在他看來，在 SDR# 中使用 HydraSDR 將違反 SDR# 的許可協議，同樣，在 SDR-Console V3 中加載 HDR 增強功能與 HydraSDR 配合使用也會違反協議（注：我們尚未核實此聲明的合法性）。

我們還注意到，Benjamin 希望強調 HydraSDR 并非為與 SDR# 配合使用而設計，僅應與 SDR++ 及其他 HydraSDR 軟件配合使用。

免責聲明

我們與Airspy或HydraSDR均無任何財務利益關系（除轉售YouLoop外）。本文中使用的Airspy R2設備于2015年由廠商免費提供作為評測樣機，而HydraSDR設備則近期由廠商免費提供作為評測樣機。

source: rtl-sdr.com